Guliston davlat universiteti «kimyo» kafedrasi

Polimer materiallarni termik tahlili

Termik tahlil qilish usulida turli haroratda polimer materiallarning xossalarini kuzatish mumkin. Bu usullar orasida eng ko’p tarqalganlari quyidagilardir:

-termogravimetriya;
- differentsial termik tahlil va b.

Termogravimetrik usul

Termogravimetrik usul - dinamik usul bo’lib, u bir xil tezlik bilan qizdirilayotgan polimer namunasining og’irligini o’lchab borish, yoki doimiy haroratda vaqtga nisbatan og’irligini aniqlashga asoslangan.
Ordinata o’qiga massa yo’qotilishi (m), abtsissa o’qiga – harorat (T) qo’yiladi. Polimer namunasining massasini haroratga bog’liq holda kamayib borishi - termogramma yoki termogravimetrik egri deyiladi.

2-rasm. Polimer namunasining massasini (m) haroratga bog’liq holda yo’qolishi (T):

1. 
   termogravimetrik egri; 2 – derivativ termogravimetrik egri (DTK).
   

Rasmdan ko’rinib turibdiki, 1 egri chiziqning bosh qismida massa o’zgarishi kam (m₀-m₁) va u namunadan erituvchi qoldig’i yoki suvni chiqib ketishi bilan bogliq, (m₁-m₂) , (m₂-m₃) qismlari esa namunaning termik destruktsiyasi bilan bog’liq.
Rasmdagi (2) egri chiziq hosil qilish uchun (1) egri chiziq grafigidan yoki differentsiallash usulidan foydalaniladi. Termotarozilarning konstruktsiyalari 1 va 2 egri chiziqlarni bir vaqtda olish imkonini beradi.
Makromolekulyar kimyoda termogravimetriya usulidan polimerlarning termik destruktsiyasini o’rganishda (destruktsiya kinetikasi va mexanizmi), polimerlarning termik barqarorligini, oksidlanishli destruktsiyani, qattiq fazadagi reaktsiyalarni o’rganishda, namlikni aniqlashda, polimerlar zolligini aniqlashda, uchuvchan moddalarini aniqlashda, absorbtsiya va adsorbtsiya jarayonlarini o’rganishda, polimer kompozitsion materillar tarkibini aniqlashda, polimerlarni identifikatsiya qilishda foydalanilaidi.

Differentsial termik tahlil usuli (DTT)

DTT – polimerlarni qizdirish yoki sovutish vaqtida sodir bo’ladigan jarayonlarni o’rganish uchun qo’llaniladigan fizik-kimyoviy tahlil usuli. Bu usul standart modda bilan o’rganilayotgan polimerning haroratlari o’rtasidagi farqni qayd etishga asoslangan.
DTT polimerlarni shishalanish (T_sh), suyuqlanish (T_s), kristallanish (T_kr), parchalanish (T_p) haroratlarini aniqlash uchun ishlatiladi. Bu usullardan suyuqlanish, bug’lanish, kristallanish, reaktsiya issiqligi, parchalanish issiqligi, o’tish entropiyasi, qattiq fazali o’tishlar energiyasini o’rganishda foydalaniladi.
Bu termogrammada polimerlarda sodir bo’ladigan asosiy fizik jarayonlarni namoyon bo’lish xarakteri ko’rsatilgan.
DTT yordamida polimerlarni olish jarayonlari, issiqlik effekti bilan boradigan kimyoviy reaktsiyalar (oksidlanish, choklanish, destruktsiya) o’rganiladi. Termogrammadagi piklarning holati va ko’rinishiga qarab polimer hosil bo’lish jarayonining optimal haroratli sharoitlari aniqlanishi, jarayonning alohida bosqichlari kuzatilishi, boshlang’ich aralashmaning tarkibini reaktsiya kinetikasiga ta’siri o’rganilishi mumkin.


3-rasm. Gipotetik polimerni DTT egrisi.
1-kristall-kristall o’tish; 2 – shishalanish; 3-kristallanish; 4- suyuqlanish; 5-oksidlanish, choklanish; 6- destruktsiya.
Havoda va inert gaz atmosferasida olingan ikkita termogrammalarni solishtirish orqali, polimerni oksidlanish qobiliyati va bu jarayonni alohida bosqichlari aniqlanishi mumkin.
DTT polimerlarni termik barqarorligi va termik destruktsiyasini baholash imkonini beradi.
Rasmdan ko’rinib turibdiki, 360⁰Cgacha polimerni 20%, 380 dan 500⁰Cgacha oraliqda 28 dan 80% , 520 dan 600⁰Cgacha oraliqda 82 dan 87% massa yo’qoladi. DTT dan ko’rinib turibdiki, polimerning bu namunasi uchun bitta cho’qqi mavjud, u namuna 520⁰Cda parchalanishidan dalolat beradi.


4-rasm. Poli-9-vinilkarbazol derivatogrammasi.